[發明專利]一種智能情感機器人多模態行為關聯表達系統

有效

• 申請號: 200910177066.7
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN101661569A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 解侖;王志良;王巍;谷學靜
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00;G05B19/418;G05D1/02;G10L13/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 劉淑芬

1.一種智能情感機器人多模態行為關聯表達系統，所述系統包括語言表達 模塊、表情表達模塊和動作表達模塊；

所述語言表達模塊完成智能情感機器人的語言表達；

所述表情表達模塊播放表情圖片表達表情；

其特征在于：所述語言表達模塊、表情表達模塊和動作表達模塊接受人工心 理模型輸出的情感信號的統一驅動，智能情感機器人語言、表情、動作的表達在 時序上：同一時刻執行語言、表情、動作的表達，在邏輯上：接受情感信號的統 一驅動而具有一致性；

所述動作表達模塊包括第一上位機、第一下位機及動作執行機器人；

所述第一上位機接受人工心理模型輸出的第一情感信號驅動并解析出相應 的第一動作代號，并通過無線設備發送第一動作代號給第一下位機；

所述第一下位機內嵌有動作控制模塊，所述動作控制模塊根據第一上位機的 第一動作代號，控制動作執行機器人的動作表達；

所述動作執行機器人包括頭部、上肢及底盤，其接受第一下位機動作控制模 塊的控制，完成動作執行機器人頭部、上肢的動作及底盤的行走。

2.根據權利要求1所述的一種智能情感機器人多模態行為關聯表達系統， 其特征在于：所述表情表達模塊包括第二上位機、第二下位機、液晶屏；

所述第二上位機接受人工心理模型輸出的第二情感信號驅動并解析出對應 的第二動作代號，通過無線設備發送第二動作代號給第二下位機；

所述第二下位機存儲有與第二動作代號相對應的表達表情所需要的表情圖 片，根據第二上位機的第二動作代號，控制液晶屏對表情圖片的播放；

所述液晶屏播放表情圖片。

3.根據權利要求2所述的一種智能情感機器人多模態行為關聯表達系統， 其特征在于：所述表情表達模塊的第二下位機存儲有四組共計20張表情圖片， 每組5張漸變圖片對應大笑、憤怒、哭泣和恐懼四種情感。

4.根據權利要求1所述的一種智能情感機器人多模態行為關聯表達系統， 其特征在于：所述第一下位機中的動作控制模塊包括頭部運動控制模塊、單臂關 節運動控制模塊及底盤行走控制模塊；

所述頭部運動控制模塊：控制動作執行機器人頭部的點頭和搖頭動作；

所述單臂關節運動控制模塊：采用三次B樣條曲線生成路徑，控制運動過程 中動作執行機器人單臂各關節位置、速度和加速度的連續性；

所述底盤行走控制模塊：把動作執行機器人的運動簡化為與地面接觸的兩點 運動，兩點的位置決定了動作執行機器人的位置，兩點的運動狀態決定了動作執 行機器人的運動狀態，采用雙行走輪差動控制的驅動方式控制底盤行走。

5.根據權利要求4所述的一種智能情感機器人多模態行為關聯表達系統， 其特征在于，

所述動作執行機器人的頭部：接受頭部運動控制模塊的控制，包括有第一頸 部電機(11)、第二頸部電機(12)、頸部軸承(13)、頭部支架(14)，第一頸部 電機(11)連接頸部軸承(13)，帶動整個頭部轉動完成轉頭動作；第二頸部電 機(12)通過一個連桿機構帶動頭部支架(14)，完成點頭動作；

所述動作執行機器人的上肢：接受單臂關節運動控制模塊的控制，包括左臂 及右臂，各由5個上肢驅動電機及其連接件構成，所述上肢驅動電機構成上肢活 動的關節，所述連接件則構成肢體部分；

所述動作執行機器人的底盤：接受底盤行走控制模塊的控制，包括底盤支持 架(34)、底盤電機(31)、電機架(32)、連接軸(33)、主動滾輪(35)及從動 角輪(36)，所述底盤電機(31)、電機架(32)、及主動滾輪(35)依次安裝在 底盤支持架(34)上，兩個主動滾輪(35)通過連接軸(33)形成聯動，每個主 動滾輪各由一底盤電機驅動，帶動動作執行機器人運動；所述從動角輪(36)安 裝在底盤支持架(34)的前方、連接軸(33)的中線上，保持平衡和轉向便利。

6.根據權利要求5所述的一種智能情感機器人多模態行為關聯表達系統， 其特征在于：所述動作執行機器人頭部及上肢的材質選用硬鋁。